CN109396757B - 一种防弹车外壳及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防弹车外壳及其生产方法,所述方法包括:将防弹板根据防弹车外壳尺寸进行切割;对切割后的所述防弹板进行焊接,其中,焊接用焊丝与所述防弹板成分相同,制成初步防弹车外壳;将所述初步防弹车外壳进行结构加固,形成加固防弹车外壳;对所述加固防弹车外壳整体做热处理,获得防弹车外壳成品。解决了现有技术中焊缝接头位置的防弹性能大幅下降,打靶试验发生击穿现象,难以满足防弹车整体防护需求的技术问题。达到了防弹车焊缝接头在经过热处理后达到与防弹板相当的防护性能,使得防弹车整体安全性大幅提高,满足整体防弹性能要求的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及防弹车技术领域,尤其涉及一种防弹车外壳及其生产方法。
背景技术
随着军工领域及警用领域防弹车辆需求的增加,高强度级别防弹板在防弹车领域开始得到广泛应用。对于防弹板生产领域,国内以及国际上均有相关介绍,但关于防弹板的使用工艺,特别是利用防弹板制作防弹车外壳在焊接后的防弹板接头位置的防弹性能均未作介绍,这一难题也是防弹车生产的现有技术难以解决的瓶颈。这主要是由于在钢板的焊接过程中,焊缝及热影响区由于受到焊接热输入造成升温影响,组织和析出发生变化,导致焊缝接头位置的防弹性能大幅下降,打靶试验发生击穿现象,难以满足防弹车整体的防护需求。
发明内容
本发明提供了一种防弹车外壳及其生产方法,用以解决现有技术中焊缝接头位置的防弹性能大幅下降,打靶试验发生击穿现象,难以满足防弹车整体防护需求的技术问题。
鉴于上述问题,第一方面,本发明提供了一种防弹车外壳的生产方法,所述方法包括:将防弹板根据防弹车外壳尺寸进行切割;对切割后的所述防弹板进行焊接,其中,焊接用焊丝与所述防弹板成分相同,制成初步防弹车外壳;将所述初步防弹车外壳进行结构加固,形成加固防弹车外壳;对所述加固防弹车外壳整体做热处理,获得防弹车外壳成品。
优选的,所述将所述初步防弹车外壳进行结构加固,包括:采用厚度≥8mm的钢板制成加固钢板;将所述加固钢板焊接至所述初步防弹车外壳上,得到所述加固防弹车外壳。
优选的,所述加固钢板焊接间距≤20cm。
优选的,所述对所述加固防弹车外壳整体做热处理,获得防弹车外壳成品,包括:将所述加固防弹车外壳在淬火加热温度850-950℃,保温10-30min;当淬火至室温后进行低温回火,回火温度为150-350℃,保温20-60min;随炉进行冷却或出炉进行空气冷却;待所述加固防弹车外壳冷却至室温后,对所述加固钢板和所述防弹板的焊缝连接点进行切割和打磨;拆下所述加固钢板,获得所述防弹车外壳成品。
优选的,所述防弹板使用钢的化学成分按重量百分比为C:0.20~0.45%;Si:0.20-0.80%;Mn:1.0~1.8%;Nb:0~0.06%;Mo:0.4~1.0%;V:0~0.10%;Ti:0~0.08%;Al:0.01~0.06%;Ni:0~3.0%;Cu:0~1.0%;W:0~2.0%;P:≤0.011%;S:≤0.004%;N:≤0.008%;其余为Fe及不可避免杂质。
优选的,所述防弹板的强度级别为1500MPa-2000MPa。
优选的,所述对切割后的所述防弹板进行焊接为采用激光焊或氩弧焊接方式。
优选的,所述淬火介质为水淬或油淬。优选的,所述将防弹板根据防弹车外壳尺寸进行切割,所述切割方法为激光切割或水下等离子切割。
第二方面,本发明提供了一种防弹车外壳,所述防弹车外壳使用所述方法获得。
本发明实施例中的上述一个或多个技术方案,至少具有如下一种或多种技术效果:
1、在本发明实施例提供的一种防弹车外壳的生产方法,所述方法包括:将防弹板根据防弹车外壳尺寸进行切割,减少对防弹板产生的热应力影响,避免发生变形;对切割后的所述防弹板进行焊接,其中,焊接用焊丝与所述防弹板成分相同,通过使用与所述防弹板相同材料进行焊接,能够达到与母材即所述防弹板相当的防护性能,从而使制成初步防弹车外壳在后续热处理时具有稳定的防弹性能,进而解决了现有技术中在钢板也就是防弹板焊接过程中,焊缝及热影响区由于受到焊接热输入造成升温影响,组织和析出发生变化,导致焊缝接头位置的防弹性能大幅下降的技术问题;接着将所述初步防弹车外壳进行结构加固,形成加固防弹车外壳,避免在下步骤热处理时所述防弹车外壳发生淬火变形,从而保证所述防弹车外壳质量;再对所述加固防弹车外壳整体做热处理,使焊缝接头在热处理后达到与使用的防弹板相当的防弹性能,保证所述防弹车外壳性能达到防护指标,并解决残余应力及提高材料的塑韧性,从而使获得防弹车外壳成品整体安全性大幅提高。进而解决了现有技术中焊缝接头位置的防弹性能大幅下降,打靶试验发生击穿现象,难以满足防弹车整体防护需求的技术问题。达到了防弹车焊缝接头在经过热处理后达到与防弹板相当的防护性能,使得防弹车整体安全性大幅提高,满足整体防弹性能要求的技术效果。
2、在本发明实施例提供的一种防弹车外壳,通过所述防弹车外壳的生产方法加工制得,首先将防弹板根据防弹车外壳尺寸进行切割,其中采取激光切割或水下等离子切割方法,减少对防弹板产生的热应力影响,避免发生变形;然后对切割后的所述防弹板进行采用与母材成分相同的焊丝进行焊接,焊接可采用激光焊接或者氩弧焊接,通过使用与所述防弹板相同材料进行焊接,能够达到与母材即所述防弹板相当的防护性能,从而使制成初步防弹车外壳在后续热处理时具有稳定的防弹性能,进而解决了现有技术中在钢板也就是防弹板焊接过程中,焊缝及热影响区由于受到焊接热输入造成升温影响,组织和析出发生变化,导致焊缝接头位置的防弹性能大幅下降的技术问题;接着将所述初步防弹车外壳使用厚度≥8mm的钢板制成加固钢板进行结构加固,且加固间距不大于20cm,保证加固效果,形成加固防弹车外壳,避免在下步骤热处理时所述防弹车外壳发生淬火变形,从而保证所述防弹车外壳质量;再对所述加固防弹车外壳整体做热处理,所述热处理采用浸入式淬火方式,将所述加固防弹车外壳在加热温度850-950℃下保温10-30分钟,热处理工序是保证防弹车外壳性能达到防护指标的重要步骤,淬火加热和保温根据所用化学成分体系和合金添加量选择850-950℃,保证充分奥氏体化并控制奥氏体晶粒尺寸,保温时间根据厚度选择10-30分钟,然后当淬火至室温后进行低温回火,回火温度为150-350℃下保温20-60分钟,回火可适当延长保温时间,释放残余应力,避免后续防弹车外壳由于应力集中发生开裂。接着进行冷却,选择随炉冷却或者出炉跟随空气进行空冷。最后待所述加固防弹车外壳冷却至室温后,对所述加固钢板和所述防弹板的焊缝连接点进行切割和打磨,拆下所述加固钢板,最终获得所述防弹车外壳成品。所述防弹车具有焊缝接头与使用的防弹板相当的防弹性能,保证所述防弹车外壳性能达到防护指标,并解决残余应力及提高材料的塑韧性,从而使获得防弹车外壳成品整体安全性大幅提高。进而解决了现有技术中焊缝接头位置的防弹性能大幅下降,打靶试验发生击穿现象,难以满足防弹车整体防护需求的技术问题。达到了防弹车焊缝接头与防弹板相当的防护性能,使得防弹车整体安全性大幅提高,满足整体防弹性能要求的技术效果。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
图1为本发明实施例的一种防弹车外壳的生产方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种防弹车外壳及其生产方法,解决了现有技术中焊缝接头位置的防弹性能大幅下降,打靶试验发生击穿现象,难以满足防弹车整体防护需求的技术问题。
本发明实施例中的技术方法,总体思路如下:
将防弹板根据防弹车外壳尺寸进行切割;对切割后的所述防弹板进行焊接,其中,焊接用焊丝与所述防弹板成分相同,制成初步防弹车外壳;将所述初步防弹车外壳进行结构加固,形成加固防弹车外壳;对所述加固防弹车外壳整体做热处理,获得防弹车外壳成品。达到了防弹车焊缝接头在经过热处理后达到与防弹板相当的防护性能,使得防弹车整体安全性大幅提高,满足整体防弹性能要求的技术效果。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
图1为本发明实施例中一种防弹车外壳的生产方法的流程示意图。如图1所示,所述方法包括:
步骤10:将防弹板根据防弹车外壳尺寸进行切割;
进一步的,所述将防弹板根据防弹车外壳尺寸进行切割,所述切割方法为激光切割或水下等离子切割。
具体而言,将满足防弹要求的防弹车所用外板采用激光切割或者水下等离子切割方式进行切割下料,将所述防弹车所用外板即防弹板按照所述防弹车的尺寸切割成相应大小的防弹板,所述激光切割或者水下等离子切割方式具有切割热量较小的特点,可尽量减少对所述防弹板产生的热应力影响,从而避免切割下料后的防弹板发生变形。应理解,本发明实施例中所述热应力是指在温度改变时,物体由于外在约束以及内部各部分之间的相互约束,使其不能完全自由胀缩而产生的应力,又称变温应力。
步骤20:对切割后的所述防弹板进行焊接,其中,焊接用焊丝与所述防弹板成分相同,制成初步防弹车外壳;
进一步的,所述对切割后的所述防弹板进行焊接为采用激光焊或氩弧焊接方式。
具体而言,将步骤10中按照所述防弹车尺寸切割好的防弹板依次进行焊接,形成防弹车外壳形状,得到所述初步防弹车外壳,其中对所述防弹板焊接时选用激光焊或氩弧焊接,应理解本发明实施例中所述激光焊是一种以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的方法,激光焊还有热输入低,焊接变形小,不受电磁场影响等特点;所述氩弧焊,是使用氩气作为保护气体的一种焊接技术,又称氩气体保护焊,就是在电弧焊的周围通上氩气保护气体,将空气隔离在焊区之外,防止焊区的氧化。另外在使用氩弧焊接方式对所述防弹板进行焊接成形时,其使用的焊丝应为与所述防弹板的化学成分相同的材料制成,使用与母材相同在后续热处理时可以达到与母材相当的防护性能,同时采用氩弧焊方式焊接具备更加灵活、易操作的特点,在氩弧焊丝的选择上应选取与母材化学成分相同的材料,从而保证焊接接头热处理后的各项性能达标。在使用激光焊接的方式对所述防弹板进行焊接成形时,由于激光焊不需要焊丝,所以焊接连接位置的成分和母材相当,在后续热处理过程中焊缝位置在经过与母材相同的热处理工序后,可以达到与母材相当的防护性能。从而解决了现有技术中在钢板也就是防弹板焊接过程中,焊缝及热影响区由于受到焊接热输入造成升温影响,组织和析出发生变化,导致焊缝接头位置的防弹性能大幅下降的技术问题。
步骤30:将所述初步防弹车外壳进行结构加固,形成加固防弹车外壳;
进一步的,所述将所述初步防弹车外壳进行结构加固,包括:采用厚度≥8mm的钢板制成加固钢板;将所述加固钢板焊接至所述初步防弹车外壳上,得到所述加固防弹车外壳。
进一步的,所述加固钢板焊接间距≤20cm。
具体而言,在所述防弹车外板即防弹板经过步骤30焊接成形后,对所述初步防弹车外壳进行结构加固,防止在后续工艺中发生变形,选用厚度为8mm以上的厚钢板焊接成方格或者其他形状的加固钢板,再将制作好的所述加固钢板焊接在所述初步防弹车外壳上,为保证所述加固钢板的加固效果,应将所述加固钢板加固在所述初步防弹车外壳的间距不大于20cm,从而保证加固效果,避免在后续热加工中防弹车发生变形,由于在后面工序采用的热处理为浸入式淬火方式,零件尺寸越大越容易发生淬火变形,水冷后容易出现波浪、翘曲等板形缺陷,因此在淬火前需要对拼焊好的所述初步防弹车外壳进行牢靠的结构加固,防止在后续热处理过程中发生防弹车外板形变化。
步骤40:对所述加固防弹车外壳整体做热处理,获得防弹车外壳成品。
进一步的,所述对所述加固防弹车外壳整体做热处理,获得防弹车外壳成品,包括:将所述加固防弹车外壳在淬火加热温度850-950℃,保温10-30min;当淬火至室温后进行低温回火,回火温度为150-350℃,保温20-60min;随炉进行冷却或出炉进行空气冷却;待所述加固防弹车外壳冷却至室温后,对所述加固钢板和所述防弹板的焊缝连接点进行切割和打磨;拆下所述加固钢板,获得所述防弹车外壳成品。
进一步的,所述淬火介质为水淬或油淬。
具体而言,将经过结构加固形成的所述加固防弹车外壳做整体热处理,所述热处理采用的浸入式淬火方式,首先将所述加固防弹车外壳在加热温度850-950℃下保温10-30分钟,热处理工序是保证防弹车外壳性能达到防护指标的重要步骤,淬火加热和保温根据所用化学成分体系和合金添加量选择850-950℃,保证充分奥氏体化并控制奥氏体晶粒尺寸,保温时间根据厚度选择10-30分钟,其中使用的淬火介质为水淬或者油淬,所述油淬为用油作为淬火剂,当加热到相变点以上某一温度,保温适当时间,随之在油中急冷;所述水淬为以水作为淬火剂进行淬火,优点是在高温区冷却较快,对于碳含量较高淬透性强钢种,应选用油淬,选用油淬火可以减小淬火后整体结构的残余应力及有利于控制板形。然后当淬火至室温后进行低温回火,回火温度为150-350℃下保温20-60分钟,回火可适当延长保温时间,释放残余应力,避免后续防弹车外壳由于应力集中发生开裂。接着进行冷却,选择随炉冷却或者出炉跟随空气进行空冷。最后待所述加固防弹车外壳冷却至室温后,对所述加固钢板和所述防弹板的焊缝连接点进行切割和打磨,拆下所述加固钢板,最终获得所述防弹车外壳成品。经过本发明实施例各步骤获得所述防弹车外壳成品达到防弹车外壳整体防弹性能要求,适用于各种防弹车外壳的制造,适用于北约4569防弹标准1-2级防护及其他欧标、美标及国军标防弹板相应级别的防护,有效解决了超高强防弹板在制造防弹车过程中由于拼焊造成的焊缝位置防弹性能减弱的技术问题,达到了焊缝接头在经过热处理后达到母材防弹板相当的防护性能,使得防弹车整体安全性大幅提高,通过采用结构加固,避免热处理过程中的变形,并通过长时间低温回火解决残余应力及提高材料的塑韧性的技术效果。
进一步的,所述防弹板使用钢的化学成分按重量百分比为C:0.20~0.45%;Si:0.20-0.80%;Mn:1.0~1.8%;Nb:0~0.06%;Mo:0.4~1.0%;V:0~0.10%;Ti:0~0.08%;Al:0.01~0.06%;Ni:0~3.0%;Cu:0~1.0%;W:0~2.0%;P:≤0.010%;S:≤0.004%;N:≤0.008%;其余为Fe及不可避免杂质。
进一步的,所述防弹板的强度级别为1500MPa-2000MPa。
具体而言,本发明实施例中使用的所述防弹板强度级别为1500MPa-2000MPa,满足防弹车的防弹性能要求,同时所述防弹板使用钢的化学成分按重量百分比为C:0.20~0.45%;Si:0.20-0.80%;Mn:1.0~1.8%;Nb:0~0.06%;Mo:0.4~1.0%;V:0~0.10%;Ti:0~0.08%;Al:0.01~0.06%;Ni:0~3.0%;Cu:0~1.0%;W:0~2.0%;P:≤0.011%;S:≤0.004%;N:≤0.008%;其余为Fe及不可避免杂质。其中在步骤20中对切割好的所述防弹板进行焊接时,使用氩弧焊接用的焊丝应即为所述防弹板该化学成分相同的材料制成,通过所述防弹板高强度级别满足防弹车整体防护性能的防弹车外壳的生产需要。实施例二
本发明实施例提供的一种防弹车外壳,所述防弹车外壳通过上述实施例一的所述方法进行加工制成。
首先,将防弹板根据防弹车外壳尺寸进行切割,其中采取激光切割或水下等离子切割方法,减少对防弹板产生的热应力影响,避免发生变形;然后,对切割后的所述防弹板进行采用与母材成分相同的焊丝进行焊接,焊接可采用激光焊接或者氩弧焊接,通过使用与所述防弹板相同材料进行焊接,能够达到与母材即所述防弹板相当的防护性能,从而使制成初步防弹车外壳在后续热处理时具有稳定的防弹性能,进而解决了现有技术中在钢板也就是防弹板焊接过程中,焊缝及热影响区由于受到焊接热输入造成升温影响,组织和析出发生变化,导致焊缝接头位置的防弹性能大幅下降的技术问题;接着,将所述初步防弹车外壳使用厚度≥8mm的钢板制成加固钢板进行结构加固,且加固间距不大于20cm,保证加固效果,形成加固防弹车外壳,避免在下步骤热处理时所述防弹车外壳发生淬火变形,从而保证所述防弹车外壳质量;接着再对所述加固防弹车外壳整体做热处理:所述热处理采用浸入式淬火方式,将所述加固防弹车外壳在加热温度850-950℃下保温10-30分钟,热处理工序是保证防弹车外壳性能达到防护指标的重要步骤,淬火加热和保温根据所用化学成分体系和合金添加量选择850-950℃,保证充分奥氏体化并控制奥氏体晶粒尺寸,保温时间根据厚度选择10-30分钟,其中使用的淬火介质为水淬或者油淬,所述油淬为用油作为淬火剂,当加热到相变点以上某一温度,保温适当时间,随之在油中急冷;所述水淬为以水作为淬火剂进行淬火,优点是在高温区冷却较快,对于碳含量较高淬透性强钢种,应选用油淬,选用油淬火可以减小淬火后整体结构的残余应力及有利于控制板形。然后当淬火至室温后进行低温回火,回火温度为150-350℃下保温20-60分钟,回火可适当延长保温时间,释放残余应力,避免后续防弹车外壳由于应力集中发生开裂。接着进行冷却,选择随炉冷却或者出炉跟随空气进行空冷。最后,待所述加固防弹车外壳冷却至室温后,对所述加固钢板和所述防弹板的焊缝连接点进行切割和打磨,拆下所述加固钢板,最终获得所述防弹车外壳成品。
本发明实施例所述防弹车具有焊缝接头与使用的防弹板相当的防弹性能,保证所述防弹车外壳性能达到防护指标,整体安全性现有技术有了大幅提高。进而解决了现有技术中焊缝接头位置的防弹性能大幅下降,打靶试验发生击穿现象,难以满足防弹车整体防护需求的技术问题。达到了防弹车焊缝接头在经过热处理后达到与防弹板相当的防护性能,使得防弹车整体安全性大幅提高,满足整体防弹性能要求的技术效果。
实施例三
为了更清楚的阐述本发明,下面通过本发明实施例对本发明的一种防弹车外壳的生产方法的实际生产过程及防弹整体性能的测试结果进行详细说明。
本发明实施例所述防弹车外壳使用的所述防弹板化学成分按重量百分比为:C:0.20~0.45%;Si:0.20-0.80%;Mn:1.0~1.8%;Nb:0~0.06%;Mo:0.4~1.0%;V:0~0.10%;Ti:0~0.08%;Al:0.01~0.06%;Ni:0~3.0%;Cu:0~1.0%;W:0~2.0%;P:≤0.011%;S:≤0.004%;N:≤0.008%;其余为Fe及不可避免杂质。
本发明实施例中采用选用符合上述防弹板化学成分要求的超高强防弹板进行具体生产,采用的防弹板化学成分按重量百分比情况见下表1。
表1
作为一种可选的实施例,下面分别对各成分进行介绍:
C
钢中最经济的强化元素之一,通过C含量的控制,保证材料的强度,固溶强化,提高屈服强度。
关于本实施例的C含量的百分比含量,可以包括如下成分的百分比含量,而本实施例中列举的C含量仅做举例,不做其他限制。
C含量的百分比含量可以包括如下范围:0.20~0.33%、0.20~0.38%、0.20~0.42%、0.20~0.45%;0.22~0.33%、0.22~0.38%、0.22~0.42%、0.22~0.45%;0.33~0.38%、0.33~0.42%、0.33~0.45%;0.38~0.42%、0.38~0.45%;0.42~0.45%。
Si
为脱氧元素,在钢中固溶强化,保证钢的强度。
关于本实施例的Si含量的百分比含量,可以包括如下成分的百分比含量,而本实施例中列举的Si含量仅做举例,不做其他限制。
Si含量的百分比含量可以包括如下范围:0.20~0.31%、0.20~0.34%、0.20~0.50%、0.20~0.60%、0.20~0.80%;0.31~0.34%、0.31~0.50%、0.31~0.60%、0.31~0.80%;0.33~0.50%、0.33~0.60%、0.33~0.80%;0.34~0.50%、0.34~0.60%、0.34~0.80%;0.50~0.60%、0.50~0.80%;0.60~0.80%。Mn 固溶强化元素,提高屈服强度,保证强韧性。
关于本实施例的Mn含量的百分比含量,可以包括如下成分的百分比含量,而本实施例中列举的Mn含量仅做举例,不做其他限制。
Mn含量的百分比含量可以包括如下范围:1.0~1.1%、1.0~1.26%、1.0~1.3%、1.0~1.45%、1.0~1.80%;1.1~1.26%、1.1~1.3%、1.1~1.45%、1.1~1.80%;1.26~1.3%、1.26~1.45%、1.26~1.80%;1.3~1.45%、1.3~1.8%;1.45~1.80%。
P
钢中杂质元素,过高会使钢的焊接性、成形性降低,控制在0.011%以内。
关于本实施例的P含量的百分比含量,可以包括如下成分的百分比含量,而本实施例中列举的P含量仅做举例,不做其他限制。
P含量的百分比含量可以包括如下范围:0~0.008%、0~0.009%、0~0.010%、0~0.011%%;0.008~0.009%、0.008~0.010%、0.008~0.011%;0.009~0.010%、0.009~0.011%;0.010~0.011%。
S
钢中杂质元素,影响钢的低温韧性,控制在0.004%以内。
关于本实施例的S含量的百分比含量,可以包括如下成分的百分比含量,而本实施例中列举的S含量仅做举例,不做其他限制。
S含量的百分比含量可以包括如下范围:0~0.001%、0~0.002%、0~0.004%;0.001~0.002%、0.001~0.004%;0.002~0.004%。
N
固溶的N能提高强度,含量过高会严重恶化材料的塑性和韧性,特别是对于热处理高强钢,应控制≤0.008%。
关于本实施例的N含量的百分比含量,可以包括如下成分的百分比含量,而本实施例中列举的N含量仅做举例,不做其他限制。
N含量的百分比含量可以包括如下范围:0~0.003%、0~0.004%、0~0.008%;0.003~0.004%、0.003~0.008%;0.004~0.008%。
Ti
固氮,通过形成TiN降低钢中游离的N,提高材料使用性能,多余的Ti与C结合,起到析出强化作用,TiC的析出强化会对材料的低温冲击韧性造成损失,因此需控制上限,控制0~0.08%。
关于本实施例的Ti含量的百分比含量,可以包括如下成分的百分比含量,而本实施例中列举的Ti含量仅做举例,不做其他限制。
Ti含量的百分比含量可以包括如下范围:0~0.025%、0~0.027%、0~0.030%、0~0.08%;0.025~0.027%、0.025~0.030%、0.025~0.08%;0.027~0.030%、0.027~0.08%;0.030~0.08%。
Nb
第二相形成元素,发挥着析出强化作用,具有抑制热轧工序中奥氏体的恢复、再结晶的晶粒成长、从而使铁素体相成为所希望的粒径的作用,第二相粒子属于硬相,可增加基体的耐磨性。
关于本实施例的Nb含量的百分比含量,可以包括如下成分的百分比含量,而本实施例中列举的Nb含量仅做举例,不做其他限制。
Nb含量的百分比含量可以包括如下范围:0~0.030%、0~0.035%、0~0.038%、0~0.06%;0.030~0.035%、0.030~0.038%、0.030~0.06%;0.035~0.038%、0.035~0.06%;0.038~0.06%。
V
第二相形成元素,发挥着析出强化作用,一定量的V改善焊接不完全重结晶区强度。
关于本实施例的V含量的百分比含量,可以包括如下成分的百分比含量,而本实施例中列举的V含量仅做举例,不做其他限制。
V含量的百分比含量可以包括如下范围:0~0.05%、0~0.07%、0~0.08%、0~0.1%;0.05~0.07%、0.05~0.08%、0.05~0.1%;0.07~0.08%、0.07~0.1%;0.08~0.1%。
Cu
复合添加强化,提高材料的整体强度。
关于本实施例的Cu含量的百分比含量,可以包括如下成分的百分比含量,而本实施例中列举的Cu含量仅做举例,不做其他限制。
Cu含量的百分比含量可以包括如下范围:0~0.25%、0~0.5%、0~0.6%、0~1.0%;0.25~0.5%、0.25~0.6%、0.25~1.0%;0.5~0.6%、0.5~1.0%;0.6~1.0%。
W
可提高防弹板的强度、耐热性能及回火稳定性,减小淬火时钢的晶粒长大,提高焊接接头性能。
关于本实施例的W含量的百分比含量,可以包括如下成分的百分比含量,而本实施例中列举的W含量仅做举例,不做其他限制。
W含量的百分比含量可以包括如下范围:0~0.5%、0~0.9%、0~1.1%、0~2.0%;0.5~0.9%、0.5~1.1%、0.5~2.0%;0.9~1.1%、0.9~2.0%;1.1~2.0%。
Mo
提高材料淬透性,控制热处理冷却组织,细化晶粒,提高材料塑性和强度。
关于本实施例的Mo含量的百分比含量,可以包括如下成分的百分比含量,而本实施例中列举的Mo含量仅做举例,不做其他限制。
Mo含量的百分比含量可以包括如下范围:0.4~0.5%、0.4~0.65%、0.4~0.8%、0.4~1.0%;0.5~0.65%、0.5~0.8%、0.5~1.0%;0.65~0.8%、0.65~1.0%;0.8~1.0%。
Ni
复合添加强化,提高强度,提高材料的防弹性能和改善焊接接头性能。
关于本实施例的Ni含量的百分比含量,可以包括如下成分的百分比含量,而本实施例中列举的Ni含量仅做举例,不做其他限制。
Ni含量的百分比含量可以包括如下范围:0~0.6%、0~0.8%、0~1.0%、0~3.0%;0.6~0.8%、0.6~1.0%、0.6~3.0%;0.8~1.0%、0.8~3.0%;1.0~3.0%。
通过上述描述可知,本实施例中的各成分的百分比含量的范围至少可以是上述范围的任意组合,而本发明实施中的上述百分比含量的范围,除了列举的以外,其他未列举出但是包含在本发明实施例的百分比含量的范围,也应当属于本发明实施例的保护范围之内。
本发明实施例生产防弹车外壳包括以下步骤:
首先,防弹车所用外板的切割下料方式采用激光切割或水下等离子切割,避免切割后钢板出现变形。
然后,切割下料后的防弹板,采用激光焊或氩弧焊接方式对焊成形,其中表1化学成分的1号2号3号防弹板采用激光焊对接成形,4号和5号防弹板采用氩弧焊对接成形,焊丝采用与防弹板相同化学成分材料制成。
接着,对防弹车外壳进行结构加固,防止淬火变形,所用加固材料为10mm厚钢板,材质为低合金钢,焊接成横竖交叉井字形加固件,加固件钢板间距离10-15cm,并将加固件点焊至防弹车外壳上。
最后,焊成形及加固后进行整体热处理,热处理采用浸入式淬火加低温回火工艺,淬火加热温度850-950℃,保温时间10-30分钟,淬火介质采用水淬或者油淬,淬火至室温后进行低温回火,回火温度150-350℃,保温时间20-60分钟,随炉冷却或出炉空冷。将1-5号回火后的整体结构的加固件和防弹板的焊缝连接点进行切割和打磨,拆下结构加固件后可得到防弹车外壳成品。
其中所述1-5号的热处理具体生产工艺见表2:
表2
对采用1-5号防弹板制成的所述防弹车外壳进行打靶测试,具体打靶方式和结果见下表3:
表3
经过打靶测试,所获得的防弹车外壳整体防弹性能均合格,本发明实施例提供的防弹车外壳生产方法,有效解决了超高强防弹板在制造防弹车过程中由于拼焊造成的焊缝位置防弹性能减弱问题,焊缝接头在经过热处理后达到母材防弹板相当的防弹性能,打靶测试结果良好,使得防弹车整体安全性大幅提高。通过采用结构加固,避免热处理过程中的变形,并通过长时间低温回火解决残余应力及提高材料的塑韧性。本发明实施例提供的工艺适用于各种防弹车外壳的制造,适用于北约4569防弹标准1-2级防护及其他欧标、美标及国军标防弹板相应级别的防护。
本申请实施例中提供的技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
1、在本发明实施例提供的一种防弹车外壳的生产方法,所述方法包括:将防弹板根据防弹车外壳尺寸进行切割,减少对防弹板产生的热应力影响,避免发生变形;对切割后的所述防弹板进行焊接,其中,焊接用焊丝与所述防弹板成分相同,通过使用与所述防弹板相同材料进行焊接,能够达到与母材即所述防弹板相当的防护性能,从而使制成初步防弹车外壳在后续热处理时具有稳定的防弹性能,进而解决了现有技术中在钢板也就是防弹板焊接过程中,焊缝及热影响区由于受到焊接热输入造成升温影响,组织和析出发生变化,导致焊缝接头位置的防弹性能大幅下降的技术问题;;接着将所述初步防弹车外壳进行结构加固,形成加固防弹车外壳,避免在下步骤热处理时所述防弹车外壳发生淬火变形,从而保证所述防弹车外壳质量;再对所述加固防弹车外壳整体做热处理,使焊缝接头在热处理后达到与使用的防弹板相当的防弹性能,保证所述防弹车外壳性能达到防护指标,并解决残余应力及提高材料的塑韧性,从而使获得防弹车外壳成品整体安全性大幅提高。进而解决了现有技术中焊缝接头位置的防弹性能大幅下降,打靶试验发生击穿现象,难以满足防弹车整体防护需求的技术问题。达到了防弹车焊缝接头在经过热处理后达到与防弹板相当的防护性能,使得防弹车整体安全性大幅提高,满足整体防弹性能要求的技术效果。
2、在本发明实施例提供的一种防弹车外壳,通过所述防弹车外壳的生产方法加工制得,首先将防弹板根据防弹车外壳尺寸进行切割,其中采取激光切割或水下等离子切割方法,减少对防弹板产生的热应力影响,避免发生变形;然后对切割后的所述防弹板进行采用与母材成分相同的焊丝进行焊接,焊接可采用激光焊接或者氩弧焊接,通过使用与所述防弹板相同材料进行焊接,能够达到与母材即所述防弹板相当的防护性能,从而使制成初步防弹车外壳在后续热处理时具有稳定的防弹性能,进而解决了现有技术中在钢板也就是防弹板焊接过程中,焊缝及热影响区由于受到焊接热输入造成升温影响,组织和析出发生变化,导致焊缝接头位置的防弹性能大幅下降的技术问题;接着将所述初步防弹车外壳使用厚度≥8mm的钢板制成加固钢板进行结构加固,且加固间距不大于20cm,保证加固效果,形成加固防弹车外壳,避免在下步骤热处理时所述防弹车外壳发生淬火变形,从而保证所述防弹车外壳质量;再对所述加固防弹车外壳整体做热处理,所述热处理采用浸入式淬火方式,将所述加固防弹车外壳在加热温度850-950℃下保温10-30分钟,热处理工序是保证防弹车外壳性能达到防护指标的重要步骤,淬火加热和保温根据所用化学成分体系和合金添加量选择850-950℃,保证充分奥氏体化并控制奥氏体晶粒尺寸,保温时间根据厚度选择10-30分钟,然后当淬火至室温后进行低温回火,回火温度为150-350℃下保温20-60分钟,回火可适当延长保温时间,释放残余应力,避免后续防弹车外壳由于应力集中发生开裂。接着进行冷却,选择随炉冷却或者出炉跟随空气进行空冷。最后待所述加固防弹车外壳冷却至室温后,对所述加固钢板和所述防弹板的焊缝连接点进行切割和打磨,拆下所述加固钢板,最终获得所述防弹车外壳成品。所述防弹车具有焊缝接头与使用的防弹板相当的防弹性能,保证所述防弹车外壳性能达到防护指标,并解决残余应力及提高材料的塑韧性,从而使获得防弹车外壳成品整体安全性大幅提高。进而解决了现有技术中焊缝接头位置的防弹性能大幅下降,打靶试验发生击穿现象,难以满足防弹车整体防护需求的技术问题。达到了防弹车焊缝接头与防弹板相当的防护性能,使得防弹车整体安全性大幅提高,满足整体防弹性能要求的技术效果。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样,倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (5)
1.一种防弹车外壳的生产方法,其特征在于,所述方法包括:
将防弹板根据防弹车外壳尺寸进行切割;
对切割后的所述防弹板进行焊接,制成初步防弹车外壳;
将所述初步防弹车外壳进行结构加固,形成加固防弹车外壳;
对所述加固防弹车外壳整体做热处理,获得防弹车外壳成品;
其中,所述对切割后的所述防弹板进行焊接为采用激光焊或氩弧焊接方式,采用氩弧焊接方式时,焊接用焊丝与所述防弹板成分相同;
其中,所述将所述初步防弹车外壳进行结构加固,包括:
采用厚度≥8mm的钢板制成加固钢板,所述加固钢板焊接间距≤20cm;
将所述加固钢板焊接至所述初步防弹车外壳上,得到所述加固防弹车外壳;
其中,所述对所述加固防弹车外壳整体做热处理,获得防弹车外壳成品,包括:
将所述加固防弹车外壳在淬火加热温度850-950℃,保温10-30min;
当淬火至室温后进行低温回火,回火温度为150-350℃,保温20-60min;
随炉进行冷却或出炉进行空气冷却;
待所述加固防弹车外壳冷却至室温后,对所述加固钢板和所述防弹板的焊缝连接点进行切割和打磨;
拆下所述加固钢板,获得所述防弹车外壳成品;
其中,所述防弹板使用钢的化学成分按重量百分比为C:0.20~0.45%;Si:0.20-0.80%;Mn:1.0~1.8%;Nb:0~0.06%;Mo:0.4~1.0%;V:0~0.10%;Ti:0~0.08%;Al:0.01~0.06%;Ni:0~3.0%;Cu:0~1.0%;W:0~2.0%;P:≤0.011%;S:≤0.004%;N:≤0.008%;其余为Fe及不可避免杂质。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述防弹板的强度级别为1500MPa-2000MPa。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述淬火介质为水淬或油淬。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将防弹板根据防弹车外壳尺寸进行切割,所述切割方法为激光切割或水下等离子切割。
5.一种防弹车外壳,其特征在于,所述防弹车外壳使用上述权利要求1-4任一权项所述的方法获得。
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